大氣邊界層觀測資料同化與多維尺度數值模擬-邊界層結構及熱動力過程之觀測與分析(總計畫及子計畫三)

美國國家學院(United States National Academies)於2018年發表關於地球觀測的十年戰略報告中提到，對大氣邊界層(PBL)和低層對流層之掌握，具有科學的急迫性。本計畫為根據國際發展趨勢，提出一個PBL整合觀測實驗架構，透過整合垂直高解析度的光達、剖風儀、無人機及微型探空觀測技術，以弱綜觀天氣條件下的高空污事件為研究情境，針對臺灣北、中、南三地，分別部署由近海至山區東西向之密集觀測，以探討空氣污染物如何在PBL熱動力過程、海陸風環流等多重影響下，污染物之垂直演化及水平傳輸情形，並離清PBL污染物與近地面PM2.5濃度的關聯性，此觀測資料亦提供為資料同化系統的輸入，及後續模式模擬技術改良的基礎，總結提出一套可以結合空品模式預報的PBL觀測策略。本計畫提出三年期的計畫，希望藉由PBL觀測資料的建立，完成以下三個科學研究方向: (1) 特徵化弱綜觀天氣條件下，PBL的結構及熱動力過程。(2) 釐清弱綜觀條件下，臺灣局部環流及渦流與大氣污染物傳輸關聯性。(3) 解析PBL-氣膠-輻射之間的交互作用機制。除此之外，藉由本計畫的執行，預計也將協助發展以下重要技術，包含PBL層頂高度之測定技術、光達反演垂直剖面PM2.5濃度、PBL熱動力資料分析技術。